针对传统机械和GPS方法测量高度时存在的不足,采用新型气压传感器测量高度的方法,构建了基于微机电系统(MEMS)数字气压传感器的高度测量系统。首先,介绍了新型数字气压传感器BMP180的结构和特点;其次,以高性能AVR单片机为控制平台,设计了数字气压和温度信号读取设备、有机发光二级管(OLED)显示屏和其他外围电路的硬件系统;然后,根据气压与高度的对应关系,开发了温度和气压信号采样、温度和气压补偿、高度推算以及结果显示的软件系统;最后,采用加权递推平均滤波算法对高度测量数据进行处理,减小了噪声和干扰,提高了测量的准确度和稳定性。为了验证设计方法的有效性,对高层建筑的不同楼层高度进行测试,结果表明该系统能够准确地测量楼层相对高度,标准偏差为0.32 m,平均误差为0.03 m。由此可见,采用加权递推平均滤波的新型气压高度测量方法,为低空高度测量提供了一种非常实用便携的解决方案,也为空间垂直位移测量尤其是三维空间的准确导航和定位提供了重要参考。 单片机Atmega16通过BWI端口与大气压传感器BMP180的I2C接口连接，通过时钟控制获得气压和温度数据，并由滤波等数据处理得到稳定的气压值;利用气压与高度的曲线关系，计算当前高度值，并把温度、本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name气压和高度值送至OLED显示屏输出气压高度测量系统-数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机折弯机滚弧机。1．1大气压传感器BMP180BMP180是继BMP085之后BOSCH公司开发的新一代高精度MEMS数字气压传感器，其内部集成压阻式气压传感单元、A/D转换器OM存储器、控制单元以及I2C串行总线接口。BMP180内部结构如图2所示。图2BMP180内部结构图FiMP180采用LGA封装，体积为(3．6×3．6×0.93)mm3;气压测量范围为30～110kPa，所对应海拔高度为－500～+9000m;在超高分辨率模式下，精度可以达到0．002kPa(对应于0．17m海拔);电源电压低，仅为1．8～3．6V;标准模式下具有5μA电流的超低功耗;最高采样速率为128Hz，满足气压的实时测量要求。控制单元发出命令，由前端的传感器单元采集环境中的温度和气压，经A/D转换为数字量，供单片机读取和处理。E2PＲOM中存储着由生产商固化的用于测量数据补偿的修正值，初始化时由单片机通过I2C总线读取，用于温度和气压的测量值校正和补偿，以得到准确的温度和气压值。1．2AVＲ单片机Atmega16Atmega16是Atmel公司推出的高性能低、功耗8位AVＲ微处理器，具有先进的ＲISC结构、单周期指令和两周期硬件乘法器;运行速度较快，在16MHz工作频率时，每秒可协行指令高达16×106条;内存资源丰富，具有16对外接口齐全，具有两线TWI接口、三线SPI接口和2个USAＲT串口。由于性能优良且价格便宜，系统选用Atmega气压高度测量系统-数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机折弯机滚弧机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name